Estudio-bio-geoqumico-del-mercurio-presente-en-suelos-de-origen-minero-en-San-Joaqun-Queretaro

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
 
ESTUDIO BIO-GEOQUÍMICO DEL MERCURIO, PRESENTE EN SUELOS DE 
ORIGEN MINERO EN SAN JOAQUÍN, QUERÉTARO. 
 
 
 
TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
QUÍMICA 
 
PRESENTA: 
 SANDRA GABRIELA MARTÍNEZ NICOLÁS 
 
 MÉXICO, D.F. AÑO 2013 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: Profesor: IRMA CRUZ GAVILÁN GARCÍA 
VOCAL: Profesor: GLORIA GARCÍA RAMÍREZ 
SECRETARIO: Profesor: JOSÉ AGUSTÍN GARCÍA REYNOSO 
1er. SUPLENTE: Profesor: LUZ MARÍA LAZCANO ARRIOLA 
2° SUPLENTE: Profesor: SERGIO ADRIÁN GARCÍA GONZÁLEZ 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
EDIFICIO A, LABORATORIO 2D-ANEXO, FACULTAD DE QUÍMICA, UNIVERSIDAD 
NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
ASESOR DEL TEMA: 
Dra. IRMA CRUZ GAVILÁN GARCÍA 
SUPERVISOR TÉCNICO: 
Dra. ELVIRA SANTOS SANTOS 
SUSTENTANTE: 
SANDRA GABRIELA MARTÍNEZ NICOLÁS 
Índice 
 
Índice Página 
Introducción i 
 
1. Antecedentes 1 
1.1. Historia de la minería en San Joaquín y descripción de la zona de estudio 3 
1.2. Química del suelo 4 
1.3. Usos de mercurio 6 
1.4. Propiedades físicas y químicas del mercurio y sus derivados 8 
1.5. Toxicidad del mercurio y población en riesgo 9 
1.6. Impactos ecológicos del mercurio 13 
 
2. Principios básicos de la técnica y de los métodos experimentales 17 
2.1. Técnica instrumental: Espectrofotometría de Absorción Atómica 17 
2.1.1. Instrumentación 18 
2.1.2. Espectrofotometría de Absorción Atómica por Vapor Frío 21 
2.2. Determinación de mercurio total en muestras de suelo 22 
2.3. Especiación química secuencial 23 
 
3. Desarrollo experimental 27 
3.1. Plan de muestreo de suelos contaminados 27 
3.2. Preparación de la muestra 36 
3.3. Determinación de límites de detección y cuantificación 
para mercurio 38 
3.4. Determinación de la concentración de mercurio total 39 
3.5. Especiación química secuencial 40 
 
Índice 
4. Resultados y discusión 43 
4.1. Muestreo de suelos contaminados 43 
4.2. Determinación de la confiabilidad del análisis de mercurio 43 
4.3. Determinación de la concentración de mercurio total 44 
4.4. Especiación química secuencial 48 
 
Conclusiones y recomendaciones 57 
 
Bibliografía 59 
 
Introducción 
 
i 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El distrito minero de San Joaquín, Querétaro, ha sido una zona importante de 
producción de mercurio durante distintas épocas; se tienen indicios de minería 
incipiente durante el periodo prehispánico evidenciada por socavones localizados 
al fondo de la barranca cercana a la zona arqueológica de Ranas. El mineral de 
mercurio que se explotaba como cinabrio (HgS), fue utilizado como pigmento y 
como ofrenda en algunos rituales (Cuapio, et al, 2004). 
En la Sierra Gorda la presencia del cinabrio y azogue (Hg metálico) propició que 
sus habitantes desarrollaran técnicas para su extracción. A partir de 1930 y 
especialmente en las décadas 50 y 60 del siglo pasado, cuando se presenta una 
bonanza en la producción primaria de mercurio. A pesar de la inactividad de las 
minas en esta región, en las zonas cercanas se pueden encontrar concentración 
altas de mercurio (Langenscheidt, 2006). 
En este sentido es de suma importancia la determinación del mercurio en estas 
matrices, sea en suelos y sedimentos, en aire ambiente o incluso en seres vivos, 
formulando una visión integral de tiempo y espacio, considerando la cuenca 
hidrológica como unidad de estudio. De esta visión integral se derivan diferentes 
planteamientos tales como identificación de fuentes de contaminación e impactos 
en el medio ambiente y salud pública, así como la evaluación de los riesgos que 
significa la presencia de mercurio en las diferentes matrices ambientales, para 
proponer finalmente algunas medidas de protección ambiental y propuestas de 
rehabilitación del medio ambiente. 
El objetivo principal de éste trabajo es determinar la concentración total y 
especies presentes de mercurio con el fin de aportar elementos para la evaluación 
de riesgo, tomando como base el nivel de concentración presentada en la NOM-
147-SEMARNAT/SSA1-2004, en la zona de Joaquín, Querétaro. 
Introducción 
 
ii 
 
Ésta tesis consta de cuatro capítulos; en el primero, se aborda la historia del 
mercurio en México principalmente en la zona de estudio, San Joaquín. También 
se describen los usos, las propiedades físicas, químicas y toxicológicas del 
mercurio para entender su papel como contaminante, además de los límites 
permitidos por diferentes organismos internacionales para el mercurio. 
En el capítulo dos, de la técnica instrumental se lleva a cabo la revisión del 
fundamento, las partes del equipo de la Espectrofotometría de Absorción Atómica 
y particularmente de la técnica de Vapor Frío. Así mismo, se describe brevemente 
la preparación de las muestras para absorción atómica por medio de digestiones 
ácidas para el respectivo análisis. En éste mismo, se desarrolla la metodología a 
emplear para llevar a cabo la especiación química del mercurio en las muestras 
que sobrepasen el límite establecido por la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004. 
En el capítulo tres, de desarrollo experimental se hace la descripción de cada una 
de las actividades realizadas; muestreo de la zona de estudio, el tratamiento de 
la muestra, el análisis de la muestra, la especiación química del mercurio 
realizada y sus modificaciones y su respectivo análisis. 
Los resultados y su análisis se describen en el capítulo cuarto, presentándose la 
información obtenida del análisis de la concentración de mercurio total en las 
muestras, así como la especiación química realizada. Cabe señalar que también 
se realizó el análisis complementario de las concentraciones totales de As, Pb, Cr 
y Ag. 
Finalmente se presentan las conclusiones, recomendaciones y las aportaciones de 
éste trabajo, donde se plantea los posibles riesgos para la población que habita la 
zona de estudio. 
Cabe señalar que este trabajo formo parte del Proyecto CONACYT 000108113 con 
título “Evaluación del grado de contaminación por mercurio en suelos, sedimentos 
y especies vulnerables de la zona de San Joaquín, Querétaro”. 
Capítulo 1 
 
1 
 
CAPÍTULO 1 
 
ANTECEDENTES 
Se han identificado dos momentos históricos de mercurio en México; la primera, 
como colonia española, cuando los conquistadores trajeron miles de toneladas de 
mercurio de la mina de Almadén en España para utilizarlo en la extracción de oro 
y plata; la segunda, la de México como país en desarrollo, cuando la demanda 
mundial de mercurio era considerable y se tuvo la capacidad suficiente para 
beneficiar este metal. 
La historia de la plata y el oro se entreteje con la del mercurio: importantes 
fuentes de mercurio se importaron de la mina de Almadén en España para extraer 
los metales preciosos, utilizando el proceso de amalgamación en la actividad 
minera. De 1556 a 1710 la coronaespañola abasteció de Hg a sus minas 
mexicanas de plata en Zacatecas, Guanajuato, San Luis Potosí, Pachuca y otros 
lugares de México (Tabla 1.1). También se hicieron intentos para extraerlo de las 
minas mexicanas, pero fracasaron porque la corona española, con la intención de 
controlar la extracción de plata y por problemas tecnológicos en las minas, no 
permitió la producción eficiente de mercurio. Por este motivo, España importaba 
de Perú el Hg que se utilizaba en las minas de plata mexicanas. (Castro, 2011) 
Tabla 1.1. Importación de mercurio de Europa a México de 1556-1710 
Periodo 
Cantidad importada 
Quintales* Toneladas 
1556-1645 252 970 11 499 
1646-1650 11 258 511 
1651-1700 97 805 4 446 
1701-1710 29 154 1 325 
1572-1700 
44 000 
(Procedentes de Perú) 
2 000 
Total 435 187 19 781 
*Una tonelada equivale a 22 quintales. 
Tabla elaborada a partir de Lang, 1977 
 
Capítulo 1 
 
2 
 
Después de la Guerra de Independencia de 1810 la actividad minera disminuyó 
drásticamente, principalmente por los costos de producción, y los pequeños 
empresarios recurrieron cada vez más a un proceso diferente, denominado 
cianuración en el que se usaba cianuro para extraer oro, plata y mercurio de jales 
o relaves mineros, el cual era más eficiente (Castro, 2011). 
Los minerales de mercurio se encuentran localizados principalmente en las 
siguientes entidades federativas (en particular en el noroeste y centroeste del 
territorio): Aguascalientes, Chihuahua, Coahuila, Durango, Guanajuato, Hidalgo, 
México, Morelos, Nuevo León, Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa, Sonora, 
Tamaulipas, Tlaxcala y Zacatecas, ubicándose los principales yacimientos en los 
estados de: San Luis Potosí, Zacatecas, Querétaro, Guanajuato y Guerrero, los 
cuales se resaltan en la Figura 1.1. (Consejo de Recursos Minerales, 2002). 
 
Figura 1.1. Distribución de minas dentro del territorio mexicano. 
 Fuente: ProveedoresdeMineria.com 
Según información del Consejo de Recursos Minerales (COREMI), desde 1994 no 
se ha reportado oficialmente extracción primaria de mercurio en México. Las 
actividades se suspendieron por la caída en los precios del Hg resultantes de la 
decreciente demanda del metal. 
Capítulo 1 
 
3 
 
Durante la década de 1990, publicó monografías correspondientes a ocho estados 
e informó de la existencia de 83 minas de mercurio. El estado de Querétaro tiene 
una posible reserva de 11,750 toneladas de mercurio (Castro, 2011). Es 
importante confirmar que de todas las minas que contienen estas reservas, sea 
posible la recuperación del metal. 
Sin embargo, el Servicio Geológico Mexicano (SGM) presenta información sobre la 
posibilidad de que tres minas estén produciendo mercurio de manera 
intermitente, aun cuando no se cuenta con datos disponibles de los volúmenes de 
producción. Estas minas están ubicadas en el municipio de Peña Miller, en el 
estado de Querétaro (SGM, 2007). 
1.1. Historia de la minería en San Joaquín y descripción de la zona de 
estudio 
El distrito minero de San Joaquín, Querétaro, ha sido una zona importante de 
producción de mercurio durante distintas épocas; se tienen indicios de minería 
incipiente durante el periodo prehispánico evidenciada por socavones localizados 
al fondo de la barranca cercana a la zona arqueológica de Ranas, los cuales se 
atribuyen a la cultura chichimeca serrana que fundó este asentamiento. El 
mineral de mercurio que se explotaba como cinabrio (HgS), fue utilizado como 
pigmento y como ofrenda en algunos rituales (Cuapio, 2004) 
En la Sierra Gorda la presencia del cinabrio y azogue (Hg metálico) propició que 
sus habitantes desarrollaran técnicas para su extracción. En la zona de San 
Joaquín, existen yacimientos de mercurio (Tabla 1.2) de origen natural asociados 
a otros metales potencialmente tóxicos como As, Cd, Pb, Cr, Sb, Cu, Ni y Zn. Si 
bien se ha registrado actividades relacionadas con la explotación y manejo del 
cinabrio desde el siglo IV de nuestra era, es a partir de 1930 y especialmente en 
las décadas 50 y 60 del siglo pasado, cuando se presenta una bonanza en la 
producción primaria de mercurio, convirtiéndose en el primer productor de 
mercurio a nivel nacional (Langenscheidt, 2006) 
Capítulo 1 
 
4 
 
Tabla 1.2. Región minera San Joaquín. 
Mineralización 
Tipo de 
yacimiento 
Minas importantes 
Distritos mineros 
importantes 
Ag, Pb, Zn, Cu, 
Au, Hg 
Chimeneas, roca 
metamórfica, 
mantos, 
diseminados 
La Negra, El Alacrán, 
Santo Entierro, San 
Juan Nepomuceno, 
Las Calabacillas, 
Maravillas 
Maconí, Santo 
Entierro, San Juan 
Nepomuceno, 
Calabacillas 
Fuente: Panorama Minero del Estado de Querétaro, SE 2008; www.sgm.gob.mx 
 
Después de muchos años de inactividad, puede encontrarse cantidades elevadas 
de mercurio, en una gama de especies que tienen propiedades físicas y químicas 
diferentes. En este sentido, es de suma importancia la determinación del 
mercurio en las matrices ambientales. 
En el municipio de San Joaquín prevalece el clima de tipo templado-húmedo con 
verano fresco y una temperatura media anual de 14°C, siendo los meses de abril 
y mayo los más calurosos con un promedio de 30°C. La precipitación pluvial anual 
promedio es de 1150mm. 
La actividad principal en el municipio es agrícola, en la que predomina la siembra 
de cultivos de temporal y en menor medida, cultivos de riego. La producción del 
municipio está basada en dos tipos de cultivo: maíz y frijol siendo la región más 
importante la del maíz; la producción es básicamente para autoconsumo (INEGI, 
2009). 
1.2. Química del suelo 
Algunos metales pesados son esenciales para la vida, ya que pueden actuar como 
catalizadores de sistemas enzimáticos celulares, estos se encuentran bajo 
determinados intervalos de concentración, que si se rebasan, originan 
perturbaciones; dentro de este grupo se encuentra el Zn, Cu, Mo, I y Ni, entre 
otros. Sin embargo el Cd, Pb y Hg, son considerados elementos potencialmente 
tóxicos ya que presentan la capacidad de remplazar a los bioelementos con 
Capítulo 1 
 
5 
 
características químicas y configuraciones electrónicas similares, ocasionando 
graves efectos en el metabolismo de los organismos (Reilly, 1980). 
Es bien sabido que en las últimas décadas, los suelos, han experimentado un 
incremento en la concentración de metales pesados sobre todo en países 
industrializados, debido al empleo inadecuado de fertilizantes y plaguicidas, como 
de agua de riego de mala calidad, o bien, por depósitos atmosféricos de 
contaminantes de origen industrial. 
Los metales pesados, tanto los procedentes de la alteración de las rocas, como 
los origen antropogénico, se encuentran en un sistema activo gobernado por 
reacciones de tipo ácido-base, complejación con ligantes inorgánicos y orgánicos, 
equilibrio precipitación-disolución de sólidos, óxido-reducción y procesos de 
adsorción y/o intercambio iónico que, junto a la tasa de transferencia de masa de 
origen biológico, controlan la concentración de los metales en la fase de 
disolución. Las especies químicas, así como el grado de movilidad, son 
consecuencia final del conjunto de interacciones de estos elementos con los 
constituyentes reactivos de las matrices del suelo. (Ross, 1994). 
Factores químicos que afectan la movilidad y disponibilidad de metales. 
Los procesos que afectan la movilidad y la disponibilidad de los macro y micro 
elementos en suelos son en esencia los mismos: 
i. Intemperismo 
ii. Disolución y solubilidad 
iii. Precipitación 
iv. Absorción por las plantas 
v. Inmovilización por organismos del suelo 
vi. Intercambio en el suelo (en los sitios de intercambio catiónico) 
vii. Adsorción específica y quimisorción 
viii. Quelatación, y 
ix. Lixiviación. 
Capítulo 1 
 
6 
 
Las principales características del suelo que tienen influencia en la solubilidad de 
los metales son: pH, materia orgánica soluble y las condicionesredox (Amacher 
et al., 1986; Kabata-Pendias y Pendias, 1992; Ross, 1994). Kabata-Pendias y 
Adriano (1995), clasificaron los factores que afectan la movilidad en las siguientes 
categorías: 
i. Capacidad del suelo (pH, materia orgánica, cantidad y tipo de arcilla, óxidos 
de Fe y Mn y potencial redox) 
ii. Capacidad de la planta (especie, variedad, cultivo, parte de la planta, edad, 
interacciones con iones) y, 
iii. Factores ambientales (condiciones climáticas, prácticas de manejo, 
irrigación-salina y topográfica). 
La materia orgánica, ya sea de origen natural o sintético, provee de ligantes, a 
los cuales, los metales se pueden unir fácilmente, dando lugar a complejos. La 
fuerza o estabilidad de la unión metal-ligante depende de la naturaleza química 
del ligante, del mismo metal y del pH. La fuerza de unión es de gran importancia 
tanto para la biodisponibilidad del metal, como para los efectos biológicos de 
dicha unión. 
1.3. Usos del mercurio 
El mercurio se usa en diversos ámbitos industriales, entre las que se incluye la 
manufactura de una variedad de instrumentos y aplicaciones, tales como 
baterías, termómetros, esfingomanómetros, interruptores eléctricos, sensores 
térmicos y eléctricos, lámparas fluorescentes y amalgamas dentales, entre otros. 
El mercurio se utiliza además en las plantas de cloro-álcali y en la producción de 
cloruro de polivinilo, acetaldehído y explosivos, en la industria farmacéutica y en 
prácticas religiosas y culturales. Hasta hace relativamente muy poco tiempo, el 
mercurio era utilizado también en la producción de pinturas, acondicionadores de 
agua en las plantas de pulpa y papel y en cremas cosméticas (Tabla 1.3). Se 
Capítulo 1 
 
7 
 
estima que el consumo de mercurio en México era de más de 13 toneladas en 
1998 (Acosta 2001). 
Tabla 1.3. Empleo de mercurio en diferentes sectores industriales. 
Sector Productos 
Servicios dentales y hospitalarios 
Amalgamas 
Termómetros 
Esfigmomanómetros 
Fabricación de componentes eléctricos 
Iluminación y anuncios de neón 
Baterías, relevadores e interruptores 
Fabricación de productos diversos y 
equipos de control 
Fluxómetros, manómetros y 
termostatos 
Termómetros no médicos 
Fabricación de computadoras 
Pantallas LCD, computadoras, 
videocámaras 
Procesos industriales 
Procesos de cloroalcali 
Carboeléctricas 
Aplicación como bactericida en el 
sector pinturero 
Tabla elaborada a partir de Acosta, 2001 
 
Cada una de estas industrias en las que se utiliza mercurio tiene el potencial de 
generar residuos peligrosos que contienen dicho metal, entre los que se incluye a 
productos fuera de especificaciones, partes de equipo y materiales contaminados 
y lodos de tratamiento de aguas residuales. Los derrames ocasionales son otra 
fuente de generación de residuos peligrosos, así como equipo en desuso (Acosta 
2001). 
Por ello es importante realizar estudios relacionados con la determinación de las 
concentraciones, no sólo del mercurio sino de otros metales que son 
potencialmente tóxicos para la población. 
 
 
 
Capítulo 1 
 
8 
 
1.4. Propiedades físicas y químicas del mercurio y sus derivados 
El mercurio (Hg), es un elemento metálico, de color plateado que permanece en 
estado líquido a temperatura ambiente. Su número atómico es de 80 y es uno de 
los elementos de transición del sistema periódico (Kirk y Othmer 1995, The Merck 
Index 2006). 
El mercurio, en otra época llamado plata líquida o azogue, fue objeto de estudio 
de la alquimia. El químico francés Antoine Laurent de Lavoisier lo identificó por 
primera vez como elemento durante sus investigaciones sobre la composición del 
aire (Kirk y Othmer 1995). 
A temperatura ambiente, el mercurio es un líquido brillante, denso, de color 
blanco plateado. Es ligeramente volátil a temperatura ambiente, y se solidifica a 
una presión de 7,640 atmósferas (5,800,000 mm Hg). Se disuelve en ácido 
nítrico y en ácido sulfúrico concentrados, pero es resistente a los álcalis. Su masa 
atómica es 200.59. 
Se presenta en la naturaleza bajo diferentes formas (Figura 1.2), ya sea metálico, 
vapor, combinado con otros elementos (como cloro, azufre y oxígeno) para 
formar sales inorgánicas, o bien formando compuestos orgánicos (como el 
metilmercurio o el fenilmercurio), los cuales también pueden presentarse en 
forma de sales a través de procesos naturales. 
 
Figura 1.2. Ciclo geoquímico del mercurio. 
Capítulo 1 
 
9 
 
Forma sales en dos estados de oxidación: mercurio(I) y mercurio(II). Las sales de 
mercurio(II) o mercúricas son mucho más comunes que las sales de mercurio(I). 
El mercurio también forma compuestos organometálicos. Estos se encuentran 
caracterizados por la unión del mercurio a uno o dos átomos de carbono para 
formar compuestos del tipo: RHgX y RHgR', en donde R y R' representan el 
sustituyente orgánico o cadenas de carbonos de longitud variable. Cabe destacar 
que el enlace carbono-mercurio es químicamente estable y no se rompe en 
presencia de agua ni ácidos débiles o bases (Fergusson, 1990). 
En orden de toxicidad, el metilmercurio y el fenil-mercurio son las especies de 
mayor preocupación por la facilidad de biodisposición que tienen en la cadena 
alimenticia. 
1.5. Toxicidad del mercurio y población en riesgo 
Desde el punto de vista toxicológico, existen tres formas de mercurio: mercurio 
elemental, mercurio inorgánico (sales de mercurio y óxido de mercurio) y 
mercurio orgánico. Cada una de las especies químicas de mercurio posee 
espectros diferentes de toxicidad, aunque todas ellas tienen en común su 
capacidad de inducir cambios en los sistemas neuronales de los humanos. 
La exposición a mercurio elemental, genera déficit en el desarrollo neurológico y 
de comportamiento (Ozuah, 2001, Tirado et al., 2000), lo cual puede incluir 
daños sutiles en la memoria visual, atención y velocidad en las respuestas 
visuales, auditivas y psicomotoras (Counter et al., 2002, Ellingsen et al., 2001). 
La ingesta de especies de mercurio inorgánico, que incluyen las sales solubles en 
agua, tales como el cloruro o sulfato de mercurio, ocasiona irritación del tracto 
gastrointestinal y daño hepático severo (Langford y Ferner, 1999), también 
pueden inducir la parálisis progresiva y generalizada de las extremedidades (Chu 
et al., 1998). 
Capítulo 1 
 
10 
 
Los compuestos organomercúricos, especialmente el metilmercurio, son 
considerados sustancias mucho más tóxicos que el mercurio elemental y sus sales 
inorgánicas. Por lo anterior, a continuación aparecen algunos de los aspectos de 
mayor importancia relacionados con la toxicidad de este compuesto. 
El enlace carbono-mercurio presente en el metilmercurio es muy estable y la 
presencia del grupo alquilo confiere solubilidad lipídica permitiendo la fácil 
penetración por las membranas celulares. Alrededor del 90% de todo el 
metilmercurio presente en los alimentos es absorbido a través del tracto 
gastrointestinal tanto en el hombre como en animales. Seguido de tal absorción, 
gran parte del compuesto presente en el plasma es acumulado por los glóbulos 
rojos en una relación 300 a 1. Esto permite un eficiente transporte a través de 
todo el organismo y una distribución uniforme en tejidos y órganos. La solubilidad 
y la habilidad para unirse a macromoléculas biológicas, especialmente proteínas, 
resulta en una larga vida media en varios organismos. En el hombre, la vida 
media del metilmercurio, es decir el tiempo necesario para eliminar el 50% del 
total presente en el organismo, ha sido estimada por Smith y Farris (1996) entre 
51-56 días y por Smith et al. (1994) en 44 días, mucho mayor que la vida media 
de las formas inorgánicas de mercurio (3-4 días). 
El metilmercurio es acumulado tanto en el cerebro como en la corteza cerebral 
donde es fuertemente enlazado a las proteínas a través de los grupos sulfidrilos. 
Uno de los grandes problemas de este agentetóxico es su alta capacidad para 
atravesar la barrera placentaria (Tsuchiya et al., 1984; Mottet et al., 1985) en 
forma de un conjugado de mercurio-cisteína, a través del sistema de transporte 
activo para aminoácidos neutros (Kajiwara et al., 1996). La velocidad de 
transporte del metilmercurio a través de la barrera placentaria es 10 veces mayor 
respecto al mercurio inorgánico. 
Entre habitantes de Minamata, Japón contaminados con metilmercurio fue 
frecuente el nacimiento de niños con microcefalía, ausencia o disminución de la 
longitud de las extremidades, sordera y ceguera. 
Capítulo 1 
 
11 
 
Esta serie de daños ocasionados con metilmercurio recibe el nombre de 
Enfermedad de Minamata (Figura 1.3) debido a que fue la primera epidemia 
reportada en 1956 alrededor de la Bahía de Minamata, en el Mar de Yatsushiro. 
En la pequeña ciudad la compañía Chisso sintetizaba acetaldehído a partir de 
acetileno utilizando sulfato de mercurio(II) como catalizador, parte del cual era 
metilado antes de incorporase a las aguas de la bahía. 
El metilmercurio generado de esta forma, era captado rápidamente por el 
fitoplancton e incorporado en altas concentraciones en varias especies de la 
cadena alimenticia, siendo al final consumido por la población local. Al poco 
tiempo, 121 personas fueron intoxicadas y fallecieron (Eto, 2000; Kondo, 2000). 
 
Figura 1.3. Imágenes de la enfermedad de Minamata, Japón. 
Otro incidente catastrófico de intoxicación con metilmercurio ocurrió en Iraq en 
1971-1972, este país importó grandes cantidades de cereales (trigo y cebada) 
tratados con metilmercurio, usado como fungicida, y distribuyó el grano para la 
siembra. A pesar de las advertencias oficiales, el grano fue molido para obtener 
harina y hacer pan. En consecuencia, 6 530 víctimas fueron hospitalizadas de las 
cuales murieron 459 en sólo dos meses, al consumir este alimento (Greenwood, 
1985). Otros incidentes han ocurrido a lo largo del rio Agano en Niigata, Japón 
(Kondo, 1996), Pakistán, Guatemala y Ghana (Elhassani, 1982). 
Capítulo 1 
 
12 
 
A continuación, en la tabla 1.3 se presentan los valores de los límites máximos 
permitidos por diversos Organismos Internacionales, para los compuestos 
mercuriales comúnmente detectados en sitios contaminados. 
Tabla 1.3. Límites permitidos para mercurio total. 
Compuesto 
Ubicación de 
la sustancia 
Tipo de Organismo Internacional 
o norma 
Límites 
Mercurio 
total 
Suelo 
Ontario Soil Quality Criteria 
(Canadá) 
10 mg/kg 
EPA (USA) 23 mg/kg 
NOM 23 mg/kg 
Cadena 
alimenticia 
Niveles de acción de la FDA (USA) 
pescado 
1 mg/kg 
Agua potable 
EPA-MCL 2 g/L 
NOM 1 g/L 
WQC 0.044 g/L 
OMS 1 g/L 
Aire 
ACGIH 0.05 mg/m3 
NIOSH 0.05 mg/m3 
OSHA 0.1 mg/m3 
Tabla obtenida de Olmos, 2006 
Abreviatura de Organizaciones: 
ACGIH. American Conference of Governmental and Industrial Hygienists. 
EPA. Environmetal Protection Agency 
NIOSH. National Institute of Occupational Safety and Health 
OMS. Organización Mundial de la Salud 
OSHA. Occupational Safety and Health Administration U.S. Department of Labor. 
Abreviatura/significado de las recomendaciones y normas: 
MCL. Maximum Contaminant Level 
Establecido por el Reglamento Interno Primario de la EPA sobre Agua 
Potable, decreto de Agua Potable Segura. 
WQC. Criterio de la EPA sobre la calidad del agua para la máxima protección de la 
 salud humana. 
Capítulo 1 
 
13 
 
1.6. Impactos ecológicos del mercurio 
1.6.1. Rutas de exposición 
Una ruta de exposición es un proceso que permite el contacto de los individuos 
con los contaminantes originados en una fuente de contaminación. Cada ruta de 
exposición describe un mecanismo único por el cual una población puede 
exponerse a los elementos o sustancias químicas presentes en un sitio 
contaminado o que han migrado a partir de él. Las rutas de exposición se 
identifican con base en consideraciones de las fuentes, emisiones, tipos y 
ubicaciones de los compuestos en el lugar, el destino ambiental probable de estos 
compuestos, y la ubicación y actividades de las poblaciones potencialmente 
expuestas. 
Las plantas y los animales pueden estar expuestos al mercurio por contacto 
directo con el ambiente contaminado o a través de la ingestión de alimentos y 
agua contaminadas (Figura 1.4). El mercurio depositado en el suelo puede ser 
una fuente de exposición directa por contacto físico (por ejemplo, las lombrices 
de tierra y plantas terrestres). Los animales también pueden ingerir mercurio del 
suelo, ya sea a propósito o de forma incidental. El mercurio en el aire se puede 
tomar directamente por plantas terrestres, plantas acuáticas emergentes o por 
inhalación de los animales terrestres. El mercurio en el agua puede ser una 
fuente de exposición directa a las plantas acuáticas (por ejemplo, las algas 
marinas) y animales (por ejemplo, zooplancton y peces) y pueden ser ingeridos 
por los animales terrestres en el agua potable. Por último, tanto animales 
acuáticos como terrestres pueden estar expuestos al mercurio a través de 
alimentos (U.S. EPA, 1985). 
Capítulo 1 
 
14 
 
 
Figura 1.4. Rutas de exposición al mercurio 
1.6.2. Efectos ecológicos 
Contaminantes como el mercurio pueden afectar a distintos organismos, 
poblaciones, comunidades, o ecosistemas (Tabla 1.4). Los efectos sobre los 
individuos pueden ser letales o subletales, incluyendo efectos en el 
comportamiento, reproductivos y de desarrollo. Además, algunos efectos pueden 
ser inmediatos debido a una exposición aguda (de corto plazo) y otros solo 
pueden manifestarse después de una exposición crónica (a largo plazo) (U.S. 
EPA, 1997c). 
Tabla 1.4. Efectos de los contaminantes en los componentes del ecosistema. 
Componente Efectos posibles 
Individual 
Cambio en la respiración 
Cambio en el comportamiento (por ejemplo, la migración, 
interacciones predador-presa) 
La inhibición o la inducción de enzimas 
Disminución del crecimiento 
Disminución de la reproducción 
Muerte 
Población 
Disminución de la diversidad genotípica y fenotípica 
Aumento de la tasa de mortalidad 
Disminución de tasa de fecundidad 
Aumento de la frecuencia de enfermedades 
Capítulo 1 
 
15 
 
Componente Efectos posibles 
Disminución del rendimiento 
Cambio en la edad / tamaño 
Extinción 
Comunidad 
Disminución de la diversidad de las especies 
Cambio en la composición de las especies 
Disminución de la diversidad en la cadena alimenticia 
Disminución en la productividad 
El aumento de la proliferación de algas 
Ecosistema 
Disminución de la diversidad de las comunidades 
Alteración en las cadenas tróficas 
Disminución de la resistencia 
 
En los seres vivos, los efectos causados por la exposición al mercurio varían en 
función de una serie de factores, dentro de los cuales podemos mencionar los 
siguientes: 
i. La cantidad y la duración de la exposición 
ii. La forma química del mercurio al que un organismo está expuesto 
iii. Parámetros físicos y químicos del ambiente (por ejemplo, pH, temperatura 
y carbono orgánico (DOC)) 
iv. La medida en que un organismo está expuesto a otros productos de estrés 
químicos o no químicos 
v. Edad, sexo, especie, y la condición fisiológica del organismo expuesto, y 
vi. La medida en que el organismo elimina el mercurio absorbido. 
 
1.6.3. Bioacumulación de mercurio 
Las plantas y los animales pueden absorber el mercurio por la exposición directa 
al medio contaminado o a través de la ingestión de alimento contaminado. Estas 
vías determinan la cantidad de mercurio a que un organismo está expuesto a 
partir de fuentes externas. Un factor adicional que determina el efecto del 
mercurio en los sistemas ecológicos, es la cantidad acumulada por los 
organismos. 
Capítulo 1 
 
16 
 
En los organismos vivos, el mercurio se bioconcentra, bioacumula y biomagnifica. 
El término bioconcentración, se refiere a la acumulaciónde una sustancia química 
que se produce como resultado del contacto directo de un organismo con su 
medio circundante (por ejemplo, la absorción de un pez de agua a través de las 
branquias y del tejido epitelial o la absorción de las lombrices de tierra a través 
de la piel) y no incluyen la ingestión de alimentos contaminados. 
El término bioacumulación, se refiere a la absorción neta de un contaminante de 
todas las posibles vías e incluye la acumulación que puede producirse por 
exposición directa al medio contaminado, así como la absorción por alimentos. 
El término biomagnificación se refiere al aumento en la concentración de una 
sustancia en los organismos a los niveles tróficos superiores, como consecuencia 
de la ingestión de organismos contaminados en niveles tróficos más bajos. 
El mercurio se acumula en un organismo cuando la tasa de absorción es superior 
a la tasa de eliminación. Todas las formas de mercurio puede acumularse en 
cierta medida, sin embargo, el metilmercurio se acumula en mayor proporción 
que otras formas. El metilmercurio se absorbe rápidamente en los tejidos y es 
secuestrado debido a las reacciones covalentes con los grupos sulfhidrilo en 
proteínas y otras macromoléculas. El mercurio inorgánico también puede ser 
absorbido pero usualmente de forma más lenta y con menor eficiencia que el 
metilmercurio. La eliminación del metilmercurio tiene lugar muy lentamente 
presentando una vida media en el tejido que va desde meses a años (U.S. EPA, 
1997c). 
 
 
 
Capítulo 2 
 
17 
 
CAPÍTULO 2 
 
PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA TÉCNICA Y DE LOS MÉTODOS 
EXPERIMENTALES 
2.1. Técnica instrumental: Espectrofotometría de Absorción Atómica 
La espectrofotometría de absorción atómica (EAA) es una técnica ampliamente 
utilizada y aceptada, capaz de determinar niveles traza (1000 g/L) de elementos 
o metales en una amplia variedad de muestras, incluyendo muestras biológicas, 
clínicas, ambientales, alimenticias y geológicas, con una buena exactitud y una 
precisión aceptable. 
La EAA involucra el cambio de la luz a una longitud de onda específica de átomos 
generados en estado fundamental generados; los átomos absorben esta luz y 
entonces ocurre una transición electrónica a un nivel de energía mayor. La 
intensidad de esta transición está relacionada con la concentración original de los 
átomos en estado fundamental. Esto se puede representar como: 
T = P / P0 
En donde T es la transmitancia, P es la energía de la fuente de luz habiendo 
pasado a través de la zona de la muestra y P0 es la energía de la fuente de luz 
antes de pasar por la zona de la muestra. La zona de la muestra de longitud b, es 
relativamente larga para maximizar la cantidad de luz absorbida por los átomos. 
La cantidad de luz absorbida depende del coeficiente de absorción atómica, k. 
Este valor está relacionado al número de átomos por cm3 en la celda, n, a la 
probabilidad para el proceso de absorción y a la diferencia de energía entre los 
dos niveles de transición. Estas constantes son combinadas en una sola para fines 
prácticos, y se llama absortividad, a; la absortividad está relacionada 
exponencialmente con la transmitancia de la siguiente manera: 
T = P / P0 = e
-bk 
Capítulo 2 
 
18 
 
En la práctica, la absorbancia, A, se utiliza en la espectrometría de absorción 
atómica, y está relacionada logarítmicamente a la transmitancia como se indica a 
continuación: 
A = -log T = -log P / P0 = log 1 / T = kb log e = 0.43 kb 
La Ley de Lambert y Beer relaciona la absorbancia con la concentración de un 
elemento en una celda, c, como se muestra a continuación: 
A = abc o A = 0bc 
En esta ecuación, a es la absortividad en g L-1 cm-1, 0, es la absortividad molar 
en L mol-1 cm-1, y b es la amplitud de la celda en cm. La EAA involucra la 
medición de la disminución de la intensidad de la luz de P0 a P, dependiendo de la 
concentración del elemento. (Settle, F., 1997) 
2.1.1. Instrumentación 
Los componentes básicos de un espectrofotómetro de absorción atómica son y 
mostrados en la figura 2.1: 
i. Una fuente de radiación que emita la línea espectral del elemento de 
interés. 
ii. Celda de cuarzo (para el caso de generador de hidruros y vapor frío) 
iii. Un sistema de atomización, que suministre energía suficiente para la 
disociación del analito y la formación de átomos libres. 
iv. Un monocromador para aislar la línea espectral medida. 
v. Un detector acoplado con un sistema medidor o de registro de los datos 
obtenidos. 
Capítulo 2 
 
19 
 
 
Figura 2.1. Componentes de un Espectrofotómetro de Absorción Atómica 
Análogamente a lo que sucede con los espectrofotómetros que miden absorción 
molecular, existen comercializados instrumentos de absorción atómica de haz 
sencillo y de haz doble. En los de haz sencillos se mide el cambio producido en la 
intensidad del haz procedente de la fuente de radiación cuando interacciona con 
el vapor atómico del elemento a analizar. En los sistemas de doble haz, el haz 
procedente de la fuente de radiación se divide en dos, mediante un espejo 
giratorio, haciendo pasar uno a través de la muestra y desviando el otro 
alrededor de la llama. Ambos haces se recombinan posteriormente y se mide la 
relación entre ellos. 
La parte más crítica de un instrumento de absorción atómica es la fuente de 
radiación. En EAA la fuente más utilizada, y aceptada, es la lámpara de cátodo 
hueco (Figura 2.2); ésta consiste en un tubo de vidrio conteniendo argón o neón 
a baja presión (1-5 torr) y dos electrodos. El ánodo suele ser de tungsteno, y el 
cátodo, de forma cilíndrica, está construido con el metal que se desea determinar 
o servir como un soporte de una envoltura de dicho metal. 
Cuando se aplica una diferencia de potencial suficiente entre los dos electrodos 
tiene lugar la ionización del gas y los cationes gaseosos son acelerados hacia el 
cátodo, adquiriendo la suficiente energía cinética para arrancar algunos átomos 
metálicos del material catódico. Algunos de estos átomos metálicos son excitados 
al chocar con los iones gaseosos, y al retornar a su estado fundamental emiten 
radiación característica. 
Capítulo 2 
 
20 
 
 
Figura 2.2. Imagen de lámpara de cátodo hueco. 
Además de las lámparas de cátodo hueco, pueden utilizarse lámparas de 
descarga sin electros como fuente de radiación, pero son menos estables. 
En la EAA la muestra, generalmente, se introduce en una llama, ya sea 
nebulizada o en aerosol. Las flamas consisten en un oxidante y un combustible; 
las más utilizadas son las llamadas flamas de combustión, como la de aire-
acetileno o la de óxido nítrico-acetileno. El principal objetivo de la flama es el de 
disociar las moléculas de la muestra en átomos. Para una máxima sensibilidad en 
la EAA, se necesita de una flama larga y fina. 
El sistema de introducción de la muestra debe asegurar la transferencia de la 
misma reproducible y eficaz al atomizador. Este sistema, además de ser 
reproducible por numerosas ocasiones, no debe producir interferencias ni 
tampoco tener efectos de memoria o sobrecarga; debe ser independiente al tipo 
de muestra y ser universal para todos los tipos de atomizadores o de técnicas de 
espectrofotometría atómica. 
Los sistemas de introducción de la muestra más utilizados en EAA son los 
nebulizadores neumáticos. 
En la EAA, la principal función de un monocromador es la de aislar la longitud de 
interés de otras longitudes de onda que puedas provenir de la fuente de radiación 
y de la luz emitida por otros elementos en la flama. Debido a que la EAA es un 
método muy selectivo y no tiene, virtualmente, interferencias espectrales, el 
Capítulo 2 
 
21 
 
monocromador no necesita tener una alta resolución; generalmente, una 
resolución de 0.02 a 2 nm es adecuada. 
El sistema de detección más utilizado en EAA es el tubo fotomultiplicador, el cual 
se encarga de captar los fotones emitidos enel proceso, los convierte en impulsos 
electrónicos y los multiplica hasta obtener una intensidad eléctrica adecuada. 
Características de la técnica 
La espectrofotometría de absorción atómica es una técnica en la que es posible 
determinar concentraciones tan bajas como partes por billón y tan altas como 
porcentajes en peso con una mínima o no necesaria preparación de la muestra. 
La cantidad de muestra requerida para esta técnica es muy pequeña, como 
volúmenes de microlitros o masa de microgramos. 
Algunas de las limitaciones de la técnica implican la preparación de la muestra, la 
cual puede consumir tiempo; otra desventaja es que la técnica no provee 
información sobre la forma química del metal que se está determinando; está 
técnica es destructiva, es decir, la muestra analizada no puede ser recuperada. 
2.1.2. Espectrofotometría de Absorción Atómica por Vapor Frío 
Debido a que, a temperatura ambiente, los átomos de mercurio están en forma 
libre, el mercurio puede ser determinado por absorción atómica sin necesidad de 
calentar la celda de muestra. 
En la técnica de vapor frío, todo el mercurio en la disolución muestra en el vaso 
de reacción es reducido químicamente al estado atómico libre por medio de la 
reacción con un agente reductor fuerte como cloruro de estaño o borohidruro de 
sodio. El mercurio volátil liberado es transportado del sistema de reacción por 
medio de un burbujeo de aire o argón; los átomos de mercurio son entonces 
arrastrados en la corriente gaseosa hacia una celda de absorción, la cual se 
encuentra localizada en el paso de la luz del equipo. En la figura 2.3 se muestran 
los componentes de básicos de un espectrofotómetro de absorción atómica por 
Capítulo 2 
 
22 
 
vapor frío. La reacción efectuada dentro del sistema, es una reacción de 
reducción del mercurio: 
 
Figura 2.3. Esquema sobre componentes principales de un EAA-VF. 
Fuente: Occupational Safety & Health Administration, USA (2009) 
Durante el paso de los átomos de mercurio a través de la celda de muestreo, las 
mediciones de absorbancia se elevan, indicando un aumento de la concentración 
de átomos de mercurio en el paso de luz. 
Las ventajas que ofrece esta técnica con respecto a la técnica de flama, son una 
mayor sensibilidad y límites de detección aproximadamente de 0.02 g/L. 
De todas las opciones disponibles, el sistema de vapor frío sigue siendo la técnica 
más sensible y fiable para la determinación de concentraciones bajas de mercurio 
por absorción atómica. El concepto se limita a mercurio, ya que ningún otro 
elemento ofrece la posibilidad de la reducción química a un estado libre volátil a 
temperatura ambiente (Beaty, R. D., 2002). 
2.2. Determinación de mercurio total en muestras de suelo 
La determinación del mercurio total está basada en el método de digestión ácida 
para sedimentos, lodos y suelos (3050B) propuesto por la Agencia de Protección 
Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés), el cual consiste en una digestión ácida 
fuerte (Method 3050B, 1996). 
Capítulo 2 
 
23 
 
En resumen, una cantidad representativa de muestras es digerida con adiciones 
de ácido nítrico (HNO3) y peróxido de hidrógeno (H2O2) a una temperatura de 90-
95 °C; posteriormente, se añade ácido clorhídrico (HCl) a la muestra para 
sostenerla a reflujo a la misma temperatura de la digestión. Una vez que la 
muestra alcance la temperatura ambiente, es filtrada y llevada a un volumen final 
de 100 mL. 
Los reactivos utilizados en este método deben tener un grado de reactivo 
analítico con el fin de que su uso no afecte la exactitud de la determinación de 
los elementos por Absorción Atómica (Method 3050B, 1996). 
2.3. Especiación química secuencial 
Numerosos estudios se han realizado para determinar la distribución de los 
metales pesados en suelos de áreas altamente contaminadas (Bell et al., 1991; 
Sims y Klines, 1991; Keller y Védy, 1994: Pedrag y Petar, 1994; Holm et al., 
1995), y han mostrado que la distribución de dichos elementos en el suelo, 
depende de su cantidad, naturaleza y origen (natural o antropogénico); es por 
ello que los métodos de extracción secuencial son una vía eficiente para obtener 
información acerca de la biodisponibilidad, disponibilidad físico-química, 
movilidad, retención y movilidad potencial de los metales en los sedimentos y 
suelos (Chen et al., 1996). 
Los métodos de especiación química secuencial, consisten en identificar y 
cuantificar las diferentes especies químicas de un mismo elemento presente en 
una muestra o matriz real; por diversos procesos, reactivos o extractantes que 
son usados para el aislamiento de la especie (Hlavay y Polyák, 1998). 
Operacionalmente, se considera que los metales en el suelo están presentes 
como cationes metálicos en las siguientes formas físico-químicas: 
i. Iones simples o complejos en la solución del suelo, 
ii. Iones intercambiables, 
Capítulo 2 
 
24 
 
iii. Ligados a la materia orgánica, 
iv. Coprecipitados con otros óxidos metálicos, carbonatos o fosfatos y otros 
minerales secundarios. 
Las tres primeras formas están en equilibrio unas con otras; el equilibrio se ve 
afectado por el pH y la concentración de metales y ligantes; éstas son las más 
disponibles para las plantas. El término de “formas disponibles” ha sido utilizado 
en los micronutrimentos del suelo para las plantas, y puede estar relacionado con 
diferentes especies metálicas. Es por ello que, desde el punto de vista ecológico, 
es importante que el exceso de metales y otros elementos tóxicos se encuentren 
inmovilizados y retenidos en el suelo (Cottenie et al, 1979). 
Las formas extraídas se definen como los cationes que se encuentran en solución 
y los que son fácilmente intercambiables entre la solución del suelo y los sitios 
con carga negativa en la superficie de los coloides del suelo. Los metales se 
incorporan a la fracción orgánica en forma de complejos, quelatos o adsorbidos, 
sólo son intercambiables con otros cationes de alta afinidad para los sitios de 
adsorción/complejación (Lake et al., 1984). 
La cantidad de metales en el extractante final es generalmente equivalente a la 
cantidad de metales liberados, previamente estaban ligados al suelo; es decir, a 
la cantidad asociada con los componentes de éste y que fueron atacados por los 
reactivos de la técnica (Rendell y Batley, 1980). 
Una extracción sucesiva de muestras en multietapas involucra diversos reactivos 
extractantes que han sido descritos por muchos autores. Los extractantes se 
escogen de acuerdo con las formas físico-químicas que van a ser determinadas. 
Las técnicas de extracción secuencial varían en el número de fracciones 
extraídas; así como, en el orden y clase de reactivos usados; de manera general, 
los esquemas de especiación empiezan con extracciones débiles y finalizan con 
más fuertes, más agresivos. 
Capítulo 2 
 
25 
 
En el caso del mercurio, se han descrito diferentes métodos de especiación desde 
los años ochenta. Las diferencias entre los métodos, como se mencionó 
anteriormente, radican en los tiempos y temperaturas, al igual que en los 
disolventes utilizados para el proceso. 
Entre las fracciones del mercurio que se identifican en común en los diferentes 
métodos de especiación química se encuentran 
i. Especies solubles en agua 
ii. Especies intercambiables, las cuales representan a la fracción del 
mercurio total que puede ser intercambiada desde sitios activos como 
lodos, materia orgánica, óxidos e hidróxidos de hierro y manganeso 
utilizando disoluciones acuosas de magnesio o acetato de amonio. 
iii. Especies organometálicas, que corresponden a las especies de mercurio 
unidas a la materia orgánica de los suelos. 
iv. Especies fuertemente enlazadas, o complejadas, que son las especies de 
mercurio orgánicamente enlazado; la extracción se logra mediante la 
protonación de los sitios orgánicos, intercambiando y liberandoasí el 
mercurio de ciertos minerales. 
v. Sulfuros, principalmente el mercurio en forma de cinabrio presente en 
las muestras. (Olmos, 2006) 
Los metales asociados a las fracciones soluble, intercambiable y soluble en 
disoluciones ácidas son las que presentan enlaces débiles por lo que pueden 
entrar en equilibrio con la fase acuosa y por lo tanto encontrarse más 
biodisponibles; mientras que, los metales en la fracción residual están 
fuertemente ligados y no se liberarían bajo condiciones naturales. A continuación, 
se presenta el análisis comparativo sobre las especies identificadas por los 
diferentes métodos extracción secuencial para mercurio. 
 
 
Capítulo 2 
 
26 
 
Tabla 2.1. Comparación de métodos de especiación química secuencial (Belmont, 2008) 
Método 
Año 
Detalles del método Tiempo de 
realización Etapa Tiempo Disolvente Especie de Hg 
Di Giulio 
(1987) 
1 1 Agua Solubles en agua 
13 horas 
2 1 Solución Ac.NH4 Intercambiables 
3 3 NH4OH Húmica/fúlvica 
4 5 H2SO4 Sulfuros orgánicos 
5 3 HNO3 Y HCl Residual 
Biester 
(1997) 
1 1 Agua Solubles en agua 
9 horas 
2 1 Ac. NH4 Intercambiables 
3 1 NH4OH Orgánica 
4 3 H2O2 30% Sulfuros orgánicos 
5 3 HCl Y HNO3 Residual 
Wallschläger 
(1998) 
1 40 HNO3/NH2OH/HCl Neutro 
168 horas 
2 32 
BrCl/NH2OH/HCl 
20% 
Ácida 
3 40 HNO3/HCl al 20% Alcalina 
4 32 
BrCl/NH2OH/HCl 
al 20%/HNO3 
Sulfuro 
5 24 HNO3 Residual 
Lacerda 
(1999) 
1 1 HNO3/HCl Total 
81 horas 
2 49 
Calentamiento a 
80°C 
Elemental 
3 2 MgCl2 0.5M Intercambiable 
4 2 HCl 
Fuertemente 
enlazado 
5 2 
1. AcOH 
2. NaOH 
Orgánico 
6 1 HNO3 Residual 
7 24 Na2S Sulfuro 
Bloom 
(2003) 
1 15 Agua desionizada 
Soluble en agua 
(HgCl2) 
79 horas 
2 15 Ácido acético/HCl 
Especies solubles 
en ácidos 
orgánicos (HgO, 
HgSO4) 
3 15 KOH 1M 
Organometálica 
(Hummus, Hg2Cl2, 
metilmercurio) 
4 15 HNO3 12N 
Fuertemente 
acomplejado (Hg 
mineralizado, Hg0, 
Hg2Cl2) 
5 19 
HNO3/HCl 
(1:3) 
Residual (HgS, 
HgSe) 
Capítulo 3 
 
27 
 
CAPÍTULO 3 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
El desarrollo experimental se divide en cuatro etapas principales, las cuales son: 
3.1. Plan de muestreo de suelos contaminados 
3.2. Preparación de la muestra 
3.3. Determinación de límites de detección y cuantificación para mercurio 
3.4. Determinación de la concentración de mercurio total 
3.5. Especiación química secuencial de mercurio 
A continuación se describe detalladamente cada una de las etapas. 
3.1. Plan de muestreo de suelos contaminados 
El plan de muestreo de la zona se realizó siguiendo las especificaciones de la 
NMX-AA-132-SCFI-2006, la cual señala los criterios de identificación y 
cuantificación de metales y metaloides, manejo de muestras y tipos de muestreo 
que se pueden llevar a cabo dependiendo del objetivo de estudio. 
Para la ubicación geográfica de la zona de estudio, su extensión y localización en 
mapas cartográficos de las zonas, con énfasis en sitios contaminadas que 
representen un riesgo potencial en la población de San Joaquín, se tomó como 
base los antecedentes históricos del sitio, considerando los siguientes aspectos: 
i. Yacimientos que involucren la presencia de mercurio de origen 
antropogénico 
ii. Datos de producción (explotación de mineral) 
iii. Población actualmente expuesta en el sitio bajo estudio 
iv. Estudios previos 
v. Accesibilidad 
Capítulo 3 
 
28 
 
En la Tabla 3.1 se enlistan las regiones mineras del estado de Querétaro, distritos 
y el tipo de yacimiento presente en los mismos. Estos fueron los datos que se 
consideraron para la selección de los sitios de muestreo. 
Tabla 3.1. Regiones mineras, distritos y yacimientos mineros del estado de 
Querétaro. 
Región 
(habitantes) 
Distrito 
Población 
involucrada 
Yacimiento 
Fuente 
de Hg 
Producción 
(Ton/año) 
Pinal de 
Amoles 
(25 325) 
Ánimas Pinal de Amoles 
Metálico 
(Pb, Zn, Ag, Au) 
Colonia 
(1557) 
600 000 
Río Blanco Camargo/Río Blanco 
Metálico 
(Pb, Zn, Ag, Au) 
Colonia 
(1557) 
4 500 
El Soyatal Metálico (Sb) ND ND 
Plazuela-Bucareli NA/Minera La Tranca 
Metálico 
(Hg) 
Cinabrio 50 
San Joaquín 
(7 634) 
Maconí 
Metálico 
(Hg, Pb, Zn, Ag, 
Cu) 
ND 300 000 
Santo Entierro/ 
Nepomuceno 
S. Joaquín/ S. 
Cristóbal/ S. Gracia 
Metálico 
(Hg, Pb, Zn, Ag, 
Cu) 
Colonia ND 
Calabacillas 
S. Joaquín/ S. 
Cristóbal/ S. Gracia 
Metálico (Hg) Cinabrio 200 
Cadereyta 
Marmolero 
Vizarrón 
 No Metálico ND ND 
Coahuila 
Metálico 
(Sb, Au) 
ND ND 
Bernal 
San Martín NA/ Minera Luismin 
Metálico 
(Ag, Au) 
Colonia 
(1760) 
300 000 
Caleras San 
Antonio 
 No Metálico ND ND 
Colón 
Opalo 
Tequisquiapan 
 No Metálico ND ND 
Caolín Ezequiel 
Montes 
 No Metálico ND ND 
Querétaro 
San Pedrito Rancho San Pedrito 
Metálico 
(Ag, Au) 
Colonia 
(1870) 
ND 
La Cañada No Metálico ND ND 
Amealco Sillar No Metálico ND ND 
ND= No Disponible 
Fuente: Panorama Minero del Estado de Querétaro, SE 2008; www.sgm.gob.mx 
 
De acuerdo a lo anterior y considerando la Norma Oficial Mexicana NOM-147-
SEMARNAT/SSA1-2004, cuyo objetivo es el de establecer los criterios para la 
determinación de concentraciones de remediación de suelos contaminados por 
diferentes elementos químicos, entre ellos, el mercurio, y sus compuestos 
Capítulo 3 
 
29 
 
inorgánicos, así como los criterios de remediación de los mismos, se procedió a 
llevar a cabo un muestreo de campo de tipo exploratorio (Navarro, 2009), el cual 
permitió ubicar la extensión y localización de muestras de suelo con las 
concentraciones por encima de los límites establecidos en la norma para 
posteriormente llevar a cabo una segunda etapa de muestreos con mayor 
precisión sobre los sitios de mayor relevancia 
En la figura 3.1 se muestra el sitio seleccionado para la realización de los trabajos 
preliminares de muestreo. 
 
Figura 3.1. Zona de muestreo de suelos y sedimentos en San Joaquín, Querétaro. 
La metodología de muestreo de suelos está basada en la Guidance on Sampling 
and Analytical Methods for Use at Contaminated Sites, Ontario, Canadá (1996), 
de acuerdo al cual se trazó una rejilla sobre el área de estudio a manera de cubrir 
la zona completa (Figura 3.2). 
Capítulo 3 
 
30 
 
 
Figura 3.2. Propuesta de puntos de muestreo en la zona arqueológica de San Joaquín en 
el municipio de San Joaquín, Querétaro. 
La propuesta de muestreo se revisó con las autoridades de SEMARNAT estatal y 
local, de manera que basados en sus conocimientos de la zona, aportarán 
elementos para fortalecer el plan de muestreo propuesto. Una vez seleccionada la 
zona de estudio se procedió a llevar a cabo los trabajos de campo, en la figura 
3.3 se observa la ubicación de los 68 puntos de muestreo tomados en San 
Joaquín, Querétaro. 
 
Figura 3.3. Localización de puntos de muestreo en el municipio de San Joaquín, 
Querétaro. 
Capítulo 3 
 
31 
 
En cada sitio se tomó un registro de parámetros que fueron documentados en la 
bitácora de muestreo, que forma parte de la cadena de custodia, en la tabla 3.2, 
se muestran los datos registrados. Es importante señalar que, por la 
disponibilidad de recursos, los trabajos de campo sólo se desarrollaron en 
temporada de seca. 
Tabla 3.2. Bitácora del muestreo complementario en San Joaquín, Querétaro. 
Clave 
Latitud, Longitud y 
Altitud 
Uso de la tierra Observación 
QSJ-01 
N 20°91’18.33” 
W 99˚56’64.18” 
Altura 2400 m 
Habitacional 
Predio baldío sobre la 
calle Francisco Zarco 
Col. Centro 
Humedad: 17.5% 
Temperatura: 9˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-02 
N 20˚90´99.09” 
W 99˚56’72.97” 
Altura 2392m 
Monte sobre calle 
Francisco Zarco a un 
costado COBAC #14 
Humedad: 11.5% 
Temperatura: 
Penetración: 0.25 
QSJ-03 
N 20°90´87.41” 
W-99°56´61.16” 
Altura 2451 m 
 
Monte no urbanizado 
Humedad: 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-04 
N 20°90´86.66” 
W 99°56´74.38” 
Altura 2422 m 
 
Nourbanizado 
Humedad: 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.20 
QSJ-05 
N 20°90´97.82” 
W 99°56´87.48” 
Altura 2393 m 
 
No urbanizado 
Humedad: 14.1% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-06 
N 20°90´78.6” 
W 99°57´04.56” 
Altura 2392 m 
 
Conjunto habitacional 
Humedad: 9.2% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-07 
N 20°90´92.54” 
W 99°57´10.7” 
Altura 2415 m 
 
Monte no urbanizado 
Humedad: 14.2% 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-08 
N 20°91´15.51” 
W 99°56´84.73” 
Altura 2388 m 
 
Barrio La Laguna 
habitacional arriba de 
la Escuela Secundaria 
Jaime Torres Bodet 
Humedad: 11.4% 
Temperatura:11˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-09 
N 20°91´36.82” 
W 99°56´86.99” 
Altura 2395 m 
 
Barrio La Laguna 
“Gutiérrez Nájera” 
Humedad: 13.4% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-10 
N 20°91´36.5” 
W 99°56´66.79” 
Altura 2388 m 
 
Costado del Colegio 
Instituto Tepeyac 
Humedad: 15.7% 
Temperatura: 18˚C 
Penetración:0.25 
Capítulo 3 
 
32 
 
Clave 
Latitud, Longitud y 
Altitud 
Uso de la tierra Observación 
QSJ-11 
N 20°91´32.54” 
W 99°56´47.58” 
Altura 2394 m 
 
Calle Cristóbal Colón 
frente al Jardín de 
niños Juana de 
Asbaje. 
Humedad: 14% 
Temperatura: 13˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-12 
N 20°91´52.82” 
W 99°56´43.44” 
Altura 2416 m 
 
Habitacional cerca 
del mesón de doña 
Lupe 
Humedad: 17.4% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-13 
N 20°91´30.76” 
W 99°56´26.09” 
Altura 2479 m 
 
Puerto de las Pilas 
Calle Galeana 
Habitacional 
Humedad:18 % 
Temperatura: 16˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-14 
N 20°91´25.8” 
W 99°56´08.25” 
Altura 2448 m 
 
Monte camino Las 
escobillas 
Humedad: 20.3% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-15 
N 20°91´10.33” 
W 99°56´07.9” 
Altura 2385 m 
 
Monte bosque 
Humedad: 20.6% 
Temperatura: 15˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-16 
N 20°90´94.04” 
W 99°55´99.11” 
Altura 2305 m 
 
Potrero, Agua de 
León, Aguas abajo de 
la planta de 
tratamiento de aguas 
Humedad: 26 – 29 
% 
Temperatura: 16˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-17 
N 20°90´78.6” 
W 99°56´02.85” 
Altura 2307 m 
 
Potrero, Agua de 
León a 100m de la 
planta de tratamiento 
de aguas 
Humedad: 40% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-18 
N 20°90´82.33” 
W 99°56´22.2” 
Altura 2388 m 
 
Monte, vegetación 
silvestre 
Humedad: 36.2% 
Temperatura:16˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-19 
N 20°90´95.72” 
W 99°56´22.52” 
Altura 2405 m 
 
Vegetación silvestre, 
monte 
Humedad: 21% 
Temperatura: 17˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-20 
N 20°91´11.23” 
W 99°56´26.66” 
Altura 2384 m 
 
Lote siembra maíz 
Humedad: 21% 
Temperatura: 24˚C 
Penetración:0.25 
QSJ-21 
N 20°91´15.78” 
W 99°56´46.18” 
Altura 2479 m 
 
Mirador La Crucita 
Humedad: 31% 
Temperatura: 15˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-22 
N 20°90´96.84” 
W 99°56´45.08” 
Altura 2473 m 
 
Camino a la 
Herradura 
La Crucita 
Humedad: 37.5% 
Temperatura: 13˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-23 
N 20°90´80.57” 
W 99°56´35.19” 
Altura 2439 m 
 
Camino a la 
Herradura 
Puerto de las pilas 
Humedad:38 % 
Temperatura: 29˚C 
Penetración: 0.25 
Capítulo 3 
 
33 
 
Clave 
Latitud, Longitud y 
Altitud 
Uso de la tierra Observación 
QSJ-24 
N 20°91´46.49” 
W 99°56´08.78” 
Altura 2458 m 
 
La Guadalupana 
Urbano 
Humedad: 49 – 51 
% 
Temperatura: 13˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-25 
N 20°91´50.73” 
W 99°56´26.12” 
Altura 2448 m 
 
La Guadalupana 
Urbano 
Humedad: 79 - 
80% 
Temperatura: 16˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-26 
N 20°91´67.17” 
W 99°56´28.31” 
Altura 2433 m 
 
La Guadalupana 
Urbano silvestre 
Humedad: 90 % 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-27 
N 20°91´83.55” 
W 99°56´12.7” 
Altura 2389 m 
 
La Guadalupana 
Urbano silvestre 
Humedad: 80% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-28 
N 20°91´66.69” 
W 99°56´03.35” 
Altura 2428 m 
 
La Guadalupana 
Urbano Camino San 
Joaquín Azobez 
Humedad: 66% 
Temperatura:16˚C 
Penetración: 1.0 
QSJ-29 
N 20°91´74.51” 
W 99°55´81.53” 
Altura 2427 m 
 
La Guadalupana 
Urbano San Joaquín 
Azobez 
Humedad: 79% 
Temperatura: 17˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-30 
N 20°91´96.03” 
W 99°55´85.46” 
Altura 2394 m 
 
La Guadalupana 
Urbano San Joaquín 
Azobez 
Humedad: 
Temperatura: 15˚C 
Penetración:0.25 
QSJ-31 
N 20°90´75.51” 
W 99°57´44.78” 
Altura 2518 m 
 
Barrio La Loma lote 
abandonado 
construcción 
demolida 
Humedad: 25.3% 
Temperatura: 24˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-32 
N 20.90´58.26” 
W 99°57´66.72” 
Altura 2516 m 
 
Barrio La Loma 
Monte 
Humedad: 46% 
Temperatura: 13˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-33 
N 20°90´39.93” 
W 99°58´00.67” 
 
 
Monte camino La 
Loma San José 
Catiteo 
Humedad:35 % 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-34 
N 20°90´48.32” 
W 99°57´83.19” 
Altura 2515 m 
 
Monte camino La 
Loma San José 
Catiteo 
Humedad: 55% 
Temperatura: 10˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-35 
N 20°90´62” 
W 99°58´18.74” 
Altura 2450 m 
 
Monte 
Humedad: 35% 
Temperatura: 16˚C 
Penetración: 1.0 
QSJ-36 
N 20°90´56.85” 
W 99°58´35.49” 
Altura 2450 m 
 
Monte 
Humedad: 27 % 
Temperatura: 24˚C 
Penetración: 0.5 
Capítulo 3 
 
34 
 
Clave 
Latitud, Longitud y 
Altitud 
Uso de la tierra Observación 
QSJ-37 
N 20°90´75.1” 
W 99°58´28.79” 
Altura 2502 m 
 
Monte silvestre 
camino San Joaquín 
Hernández 
Humedad: 62% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-38 
N 20°90´90.98” 
W 99°58´31.45” 
Altura 2495 m 
 
Monte 
Silvestre 
Humedad: 32% 
Temperatura:30˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-39 
N 20°90´89.34” 
W 99°58´16.34” 
Altura 2491 m 
 
Monte 
Humedad: 31% 
Temperatura: 24˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-40 
N 20°90´74.59” 
W 99°58´07.8” 
Altura 2431 m 
 
Monte 
Humedad: 23% 
Temperatura: 19˚C 
Penetración:0.25 
QSJ-41 
N 20°90´75.2” 
W 99°57´89.08” 
Altura 2424 m 
 
Monte, vegetación 
silvestre 
Humedad: 21% 
Temperatura: 27˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-42 
N 20°90´88.81” 
W 99°57´68.18” 
Altura 2447 m 
 
Monte, vegetación 
boscosa húmedo 
Humedad: 49% 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-43 
N 20°90´92.63” 
W 99°57´49.87” 
Altura 2457 m 
 
Monte bosque 
Humedad:33 % 
Temperatura: 22˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-44 
N 20°91´09.92” 
W 99°57´52.91” 
Altura 2448 m 
 
Monte bosque 
Humedad: 40% 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-45 
N 20°90´94.32” 
W 99°57´93.09” 
Altura 2440 m 
 
Monte, vegetación 
boscosa 
Humedad: 25% 
Temperatura: 24˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-46 
N 20°91´38.59” 
W 99°57´05.81” 
Altura 2470 m 
 
Puerto de La Laguna 
habitacional 
Humedad: 57 % 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-47 
N 20°91´20.33” 
W 99°57´03” 
Altura 2476 m 
 
Ampliación puerto de 
La Laguna 
habitacional 
Humedad: 55% 
Temperatura: 13˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-48 
N 20°91´16.24” 
W 99°57´26.07” 
Altura 2481 m 
 
Barrio La Loma 
habitacional 
Humedad: 48% 
Temperatura:12˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-49 
N 20°90´96.94” 
W 99°57´30.1” 
Altura 2498 m 
 
Barrio La Loma 
habitacional 
Humedad: 43% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
Capítulo 3 
 
35 
 
Clave 
Latitud, Longitud y 
Altitud 
Uso de la tierra Observación 
QSJ-50 
N 20°90´73.69” 
W 99°57´65.07” 
Altura 2492 m 
 
Barrio La Loma 
Monte 
Humedad: 56% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-51 
N 20°91´35.99” 
W 99°57´26.99” 
Altura 2445 m 
 
Campo Alegre 
Humedad: 32% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-52 
N 20°91´07.18” 
W 99°57´71.64” 
Altura 2439 m 
 
Campo Alegre 
Humedad:33 % 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-53 
N 20°91´11.28” 
W 99°57´90.59” 
Altura 2449 m 
 
Campo Alegre 
Humedad: 24% 
Temperatura: 14˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-54 
N 20°91´24.63” 
W 99°57´67.84” 
Altura 2459 m 
 
Campo Alegre 
Humedad: 24% 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-55 
N 20°91´29.93” 
W 99°57´47.95” 
Altura 2455 m 
 
Campo Alegre 
Humedad: 30% 
Temperatura:11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-56 
N 20°91´48” 
W 99°57´50.8” 
Altura 2475 m 
 
Campo Alegre 
Humedad: 30% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-57 
N 20°91´52.89” 
W 99°57´30.53” 
Altura 2470 m 
 
Campo Alegre, junto 
campamento escolar 
Humedad: 21% 
Temperatura:16˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-58 
N 20°91´69.44” 
W 99°57´51.52” 
Altura 2475 m 
 
Camino a San 
Joaquín Cristóbal 
Humedad: 47% 
Temperatura: 19˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-59 
N 20°91´70.08” 
W 99°57´32.33” 
Altura 2504 m 
 
Barrio de Panteón 
Humedad: 24% 
Temperatura: 22˚C 
Penetración: 0.25 
 
QSJ-60 
N 20°91´74.76” 
W 99°57´13.76” 
Altura 2479 m 
 
Barrio del Panteón 
Humedad: 24% 
Temperatura: 16˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-61 
N 20°91´60.64” 
W 99°56´85.68” 
Altura 2499 m 
 
Barrio La Loma 
Prolongación 
Mirador 
Humedad: 23% 
Temperatura: 21˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-62 
N 20°91´55.71” 
W 99°57´11.48” 
Altura 2467 m 
 
Campo Alegre 
costado de cancha de 
futbol 
Humedad:30 % 
Temperatura: 19˚C 
Penetración: 0.25 
Capítulo 3 
 
36 
 
Clave 
Latitud, Longitud y 
Altitud 
Uso de la tierra Observación 
QSJ-63 
N 20°91´74.62” 
W 99°56´92.29” 
Altura 2471 m 
 
Barrio del Campo 
santo 
Humedad: 53% 
Temperatura: 11˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-64 
N 20°91´80.91” 
W 99°56´69.93” 
Altura 2477 m 
 
Barrio La Gruta 
Parcela Manzana 
Humedad: 51% 
Temperatura: 12˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-65 
N 20°91´66.33” 
W 99°56´56.06” 
Altura 2416 m 
 
Col. Centro 
Espalda Auditorio 
Humedad: 36% 
Temperatura: 18˚C 
Penetración: 0.25 
QSJ-66 
N 20°91´81.65” 
W 99°56´37.46” 
Altura 2443 m 
 
Camino Mina Prieta 
Humedad: 57% 
Temperatura: 13˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-67 
N 20°90´37.63” 
W 99°57´59.26” 
Altura 2440 m 
 
Salida a Querétaro 
Humedad: 30% 
Temperatura:15˚C 
Penetración: 0.5 
QSJ-68 
N 20°90´63.16” 
W 99°57´26.99 
Altura 2412 m 
 
Salida a Querétaro 
Humedad: 40% 
Temperatura: 16˚C 
Penetración: 0.25 
 
3.2. Preparación de la muestra 
Una vez finalizados los trabajos de muestreo, se procedió con el análisis de la 
concentración total de mercurio. Adicionalmente, se cuantificó la concentración 
total de plata, cromo, arsénico y plomo, ya que estos metales están asociados a 
la presencia de mercurio. 
Previo al análisis, las muestras fueron secadas en condiciones ambientales 
durante 48 horas o más en caso de requerirse, hasta presentar un contenido de 
humedad no mayor al 5 % (PROY-NMX-AA-132-SCFI-2006), lo cual se verificó 
mediante un medidor de humedad marca Delmhorst, modelo KS-DI. 
Posteriormente, éstas fueron trituradas en un mortero y tamizadas (Figura 3.4) 
para obtener un tamaño de partícula de 425 m (malla 40, ASTM). Para cada 
muestra, se realizó la limpieza de estos mediante limpieza física con aire a 
presión y cepillado. 
Capítulo 3 
 
37 
 
 
Figura 3.4. Tamizado de muestras de suelo. 
Posteriormente, se realizó la digestión de 5 g de cada una de las muestras vía 
húmeda, en la cual se adicionaron 7.5 mL de HCl y 2.5 mL de HNO3 concentrado 
(NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004); la mezcla se calentó a 85°C durante 45 
minutos y después se enfrió a temperatura ambiente para posteriormente 
filtrarse, el filtrado resultante fue aforado hasta un volumen de 50 mL con agua 
desionizada (Figura 3.5). 
 
Figura 3.5. Digestión de la muestra de suelo en parrilla de calentamiento. 
 
 
 
Capítulo 3 
 
38 
 
3.3. Determinación de límites de detección y cuantificación para 
mercurio 
Para calcular el límite de detección (LD), se tomó como base la definición que 
señala que el límite de detección es la concentración de analito que proporciona 
una señal igual a la señal del blanco más tres veces la desviación estándar de 
éste. La definición se puede expresar con la ecuación siguiente: 
y – yB = 3sB 
Donde y es la señal de una disolución del analito en una concentración igual al 
límite de detección. vB es la señal del blanco y sB es la desviación estándar del 
blanco. En la práctica es aceptable el uso del valor calculado de la ordenada al 
origen (b) su desviación estándar (sy/x) en lugar de la señal del blanco y su 
respectiva desviación estándar (Miller & Miller, 2002). Así, la ecuación para 
determinar la señal de absorbancia del límite de detección ADL de la curva de 
calibración es: 
ADL = b + 3sy/x 
La desviación estándar sy/x de una curva de calibración se determina con la 
siguiente ecuación: 
sy/x = √ [Σ(yi – ŷi)
2 / n-2] 
Donde yi son los valores de las señales de absorbancia obtenidas 
experimentalmente para un valor de concentración, ŷi son los valores calculados 
con la ecuación de la recta para cada valor de concentración, y n es el número de 
puntos que tiene la curva de calibración. 
Una vez obtenido el valor de ALD se calculó la concentración del límite de 
detección, sustituyendo este valor de absorbancia en la ecuación de la recta y 
despejando la concentración del analito. 
Capítulo 3 
 
39 
 
Para obtener el valor del límite de cuantificación (LC) se empleó el criterio de que 
la señal ALC debe ser igual a la del blanco más diez veces el valor de su desviación 
estándar, la expresión que se utilizó para calcular esta señal fue: 
ALC = b + 10sy/x 
Una vez obtenido este valor de absorbancia se sustituyó en la ecuación de la 
curva y se despejó la concentración del analito. 
Precisión del método 
Para calcular la precisión, se realizó la lectura de una concentración que se 
encuentra dentro de la curva de calibración. La lectura se realizó seis veces, a 
cada una de ellas se le calculó la concentración correspondiente, empleando la 
ecuación de la curva. Una vez realizado el cálculo de concentración se evaluó la 
desviación estándar relativa (RSD%) de estos valores la cual se reportó como 
precisión. 
El valor de la exactitud se calculó empleando los resultados obtenidos de la 
repetición de las lecturas a una concentración de 20 mg/L (concentración 
teórica), las cuales se consideraron como las concentraciones experimentales. El 
resultado se reporta como porcentaje. 
% Exactitud = (Cprom/Cteórica) x 100 
3.4. Determinación de la concentración de mercurio total 
El análisis de mercurio se realizó por triplicado mediante la técnica de 
Espectrofotometría de Absorción Atómica siguiendo los métodos EPA SW 846 
3050B/7471A, en un Espectrómetro de Absorción Atómica con Generador de 
Hidruros (Figura 3.6) marca Perkin Elmer, Modelo 3110, con un auto-muestreador 
AS-90 y con quemador AS-60. 
Para el análisis de Pb, Ag y Cr hexavalente por EAA por flama, se nebuliza la 
disolución aspirándola a través de un tubo de Venturi, después se mezcla con los 
Capítulo 3 
 
40 
 
gases en la cámara de premezcla formándose una fina niebla que asciende al 
mechero en donde será atomizada y se realiza la lectura correspondiente. 
Para el análisis de As por EAA-GH, se toma una alícuota de la disolución, se le 
agrega NaBH4 para formar el hidruro de arsénico (AsH3), este hidruro se 
transporta mediante N2 a la celda de medición para ser atomizado con flama y se 
realiza la lectura correspondiente. 
 Para el control de calidad se utilizaron estándares certificados de Hg, Pb, As, Ag 
y Cr hexavalente. 
 
Figura 3.6. Espectrofotómetro de Absorción Atómica empleado para el análisis. 
 
3.5. Especiación química secuencial de mercurio 
El método de especiación química que fue aplicado a las muestras de suelo se 
basó en el trabajo desarrollado, descrito en la tesis de licenciatura “Especiación 
química secuencial de mercurio en suelos contaminados del Estado de Hidalgo” 
(Belmont, 2008), en la tesis de licenciatura Olmos, 2006 y Navarro, 2009. 
El método de especiación química realizado en éste trabajo, consiste de las 
etapas señaladas en la tabla 3.3. 
 
 
Capítulo 3 
 
41 
 
Tabla 3.3. Fracciones identificadas durante la especiación química 
Fracción Especies a identificar 
F1 Solubles en aguaF2 Elemental 
F3 Intercambiables 
F4 Fuertemente enlazadas 
F5 Orgánicas 
F6 Residual 
F7 Sulfuros 
 
En el esquema siguiente (Esquema 3.1), se muestra el resumen del proceso de 
especiación que se siguió en el presente trabajo. 
Tomando en cuenta los trabajos previos y los antecedentes de la zona, se 
procedió a realizar la especiación de mercurio de las muestras que superaron el 
límite establecido por la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, de 23 mg/kg, y 
dependiendo de los resultados se ajustaría la extracción química secuencial de 
mercurio.
Capítulo 3 
 
42 
 
Esquema 3.1. Resumen del método de especiación química de mercurio. Referencia: Belmont, F. (2008) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Especiación: 
Pesar 10 g de muestra 
Determinación de Hg total: 
-Agregar 15 mL de HCl conc. 
y 5 mL de HNO3 conc. 
-Calentar y agitar a 
85°Cdurante 60 min 
-Filtrar y desechar sólido 
 
 
Recuperar fase líquida 
para lectura en EAAVF 
FT 
Determinación de Hg soluble: 
-Lavar con 40 mL de agua con agitación de 2 h 
-Centrifugar a 3000 rpm, filtra y recuperar el 
sólido. 
-El sólido será ocupado en la siguiente etapa. 
 
Determinación de Hg elemental: 
-Utilizamos el sólido de la etapa anterior 
-Calentar a 80°C durante 48 h 
-Agregar 15 mL de HCl conc y 5 mL de HNO3 conc 
-Calentar y agitar a 85°C durante 45 min 
-Filtrar y desechar sólido 
F1 
 
F4 
F5 
F3 
F2 
 
Determinación de Hg intercambiable: 
-Utilizar el sólido de la etapa anterior 
-Agregar 40 mL de solución 0.2N de Mg2+ 
(MgCl2·6H2O) agitar 2 h 
-Centrifugar a 3000 rpm, filtrar y recuperar el 
sólido 
-El sólido será ocupado en la siguiente etapa. 
Determinación de especies fuertemente 
enlazadas: 
-Utilizar el sólido de la etapa anterior 
-Agregar 50 mL de HCl 0.5M y agitar 2 h 
-Centrifugar a 3000 rpm, filtrar y recuperar 
sólido (se utilizará en la siguiente etapa) 
Determinación de Hg-org: 
-Utilizar el sólido de la etapa anterior 
-Agregar 20 mL de NaOH 0.2M, agitar 2 h 
-Agregar 20 mL de CH3COOH al 4%, agitar 2 h 
-Centrifugar, filtrar y recuperar sólido 
-El sólido será ocupado en la siguiente etapa 
Determinación de sulfuro de mercurio: 
-Agregar 25 mL de una solución saturada de 
Na2S y agitar 2 h 
-Centrifugar a 3000 rpm 
-Recuperar sólido 
 
Recuperar fase líquida para 
lectura en EAAVF 
 
F6 
Determinación de Hg0: 
-Agregar 15 mL de HCl conc. y 5 mL 
de HNO3 conc. 
-Calentar y agitar a 85°Cdurante 60 
min 
-Filtrar y desechar sólido 
 
Determinación de fracción residual: 
-Agregar 15 mL de HCl conc. y 5 mL 
de HNO3 conc. 
-Calentar y agitar a 85°Cdurante 60 
min 
-Filtrar y desechar sólido 
 
Recuperar fase líquida 
para lectura en EAAVF 
Recuperar fase líquida 
para lectura en EAAVF 
Recuperar fase líquida 
para lectura en EAAVF 
Recuperar fase líquida 
para lectura en EAAVF 
Recuperar fase líquida 
para lectura en EAAVF 
Capítulo 4 
 
43 
 
CAPÍTULO 4 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
4.1. Muestreo de suelos contaminados 
En el capítulo cuatro se detalló la manera en la que se llevó a cabo el muestreo 
de la zona; el muestreo se realizó de manera exploratoria y a una profundidad de 
30 cm, recabando 68 puntos de muestreo, en el apartado 3.1 se muestra el mapa 
con los puntos georeferenciados así como la bitácora de muestreo obtenida. 
Los trabajos de muestreo fueron realizados por la tutora del presente trabajo. 
4.2. Determinación de límites de detección y cuantificación para 
mercurio 
Se obtuvo el límite de detección y cuantificación mostradas en la Tabla 4.1; al 
igual que el cálculo de la precisión y exactitud. 
Tabla 4.1. Valores de límite de detección y límite de cuantificación, así como el valor de 
la precisión. 
LD (mg/L) LC (mg/L) Precisión (RSD%) Exactitud (%) 
0.449 3.99 3.24 104.72 
 
El valor de la precisión es menor del 7%, por lo que se considera que el método 
es preciso para el análisis de mercurio en un mismo día (Ramírez, 2007) 
La exactitud reportada tiene un valor de 104.72%, lo que nos indica que la 
lecturas realizadas dan valores cercanos a la concentración real, también nos 
indica que el método es confiable. 
 
 
 
Capítulo 4 
 
44 
 
4.3. Determinación de la concentración de mercurio total 
Una vez recabadas las muestras de suelo y establecida la confiabilidad de la 
cuantificación de mercurio por EAA-VF, se procedió a realizar el análisis de 
mercurio total de las 68 muestras de suelos, al igual que la cuantificación de los 
cuatro metales adicionales (As, Pb, Cr y Ag). 
En la Tabla 4.2, se muestra las concentraciones de los cinco metales analizados 
para cada punto de muestreo. 
Tabla 4.2. Concentración de mercurio, arsénico, plomo, cromo hexavalente y plata. 
Clave de 
muestra 
Latitud, 
longitud 
Concentración (ppm) 
Hg Pb Ag Cr As 
QSJ-01 
20°91’18.33” 
99˚56’64.18” 
4.47 40.81 1.21 21.67 69.98 
QSJ-02 
20˚90’99.09” 
99°56’72.97” 
12.08 85.23 1.21 18.67 502.59 
QSJ-03 
20°90’87.41” 
99°56’61.16” 
4.55 21.98 0.28 23.51 162.17 
QSJ-04 
20°90’86.66” 
99°56’74.38” 
4.13 32.54 0.17 9.95 83.73 
QSJ-05 
20°90’97.82” 
99°56’87.48” 
13.82 210.35 1.38 16.10 278.33 
QSJ-06 
20°90’78.6” 
99°57’04.56” 
NC 45.22 0.18 14.23 53.95 
QSJ-07 
20°90’92.54” 
99°57’10.7” 
NC 73.12 0.28 15.53 95.66 
QSJ-08 
20°91’15.51” 
99°56’84.73” 
31.18 749.58 6.35 11.66 661.40 
QSJ-09 
20°91’36.82” 
99°56’86.99” 
4.63 56.27 0.50 21.48 71.52 
QSJ-10 
20°91’36.5” 
99°56’66.79” 
NC 49.87 0.23 19.81 55.29 
QSJ-11 
20°91’32.54” 
99°56’47.58” 
12.15 44.93 0.07 14.98 93.47 
QSJ-12 
20°91’52.82” 
99°56’43.44” 
22.09 123.09 0.39 22.04 101.79 
QSJ-13 
20°91’30.76” 
99°56’26.09” 
36.18 137.03 0.83 17.05 126.27 
QSJ-14 
20°91’25.8” 
99°56’08.25” 
9.79 37.25 0.12 23.87 57.26 
QSJ-15 
20°91’10.33” 
99°56’07.9” 
19.35 273.56 0.45 21.83 127.98 
QSJ-16 
20°90’94.04” 
99°55’99.11” 
16.90 279.91 0.56 21.65 209.38 
Capítulo 4 
 
45 
 
Clave de 
muestra 
Latitud, 
longitud 
Concentración (ppm) 
Hg Pb Ag Cr As 
QSJ-17 
20°90’78.6” 
99°56’02.85” 
18.78 65.50 0.93 18.17 172.92 
QSJ-18 
20°90’82.33” 
99°56’22.2” 
21.39 46.93 0.48 20.52 106.16 
QSJ-19 
20°90’95.72” 
99°56’22.52” 
45.44 45.52 0.61 19.30 125.99 
QSJ-20 
20°91’11.23” 
99°56’26.66” 
5.60 38.70 0.48 23.49 59.90 
QSJ-21 
20°91’15.78” 
99°56’46.18” 
19.96 33.43 0.67 33.72 32.80 
QSJ-22 
20°90’96.84” 
99°56’45.08” 
9.41 36.99 0.54 28.92 41.16 
QSJ-23 
20°90’80.57” 
99°56’35.19” 
NC 29.15 0.67 25.55 71.97 
QSJ-24 
20°91’46.49” 
99°56’08.78” 
32.21 51.65 0.61 28.85 44.14 
QSJ-25 
20°91’50.73” 
99°56’26.12” 
270.98 188.99 1.83 20.08 76.34 
QSJ-26 
20°91’67.17” 
99°56’28.31” 
51.60 49.39 0.54 23.55 57.54 
QSJ-27 
20°91’83.55” 
99°56’12.7” 
19.15 38.89 0.41 26.07 57.58 
QSJ-28 
20°91’66.69” 
99°56’03.35” 
12.56 60.21 2.09 16.46 79.83 
QSJ-29 
20°91’74.51” 
99°55’81.53” 
61.38 33.29 0.09 11.44 989.90 
QSJ-30 
20°91’96.03” 
99°55’85.46” 
53.95 71.29 0.48 19.38 177.03 
QSJ-31 
20°90’75.51” 
99°57’44.78” 
NC 27.56 0.41 21.09 60.78 
QSJ-32 
20°90’58.26” 
99°57’66.72” 
NC 24.11 3.17 22.60 38.57 
QSJ-33 
20°90’39.93” 
99°58’00.67” 
NC 29.16 1.12 17.01 53.16 
QSJ-34 
20°90.4’83.2” 
99°57.8’31.9” 
4.45 21.55 0.83 19.79 34.95 
QSJ-35 
20°90’62” 
99°58’18.74” 
NC 24.09 0.34 8.65 22.60 
QSJ-36 
20°90’62” 
99°58’18.74” 
16.41 25.99 0.54 17.38 63.38 
QSJ-37 
20°90’75.1” 
99°58’28.79” 
ND 22.84 0.54 16.54 43.37 
QSJ-38 
20°90’90.98” 
99°58’31.45” 
NC 19.34 0.29 11.29 32.14 
QSJ-39 
20°90’89.34” 
99°58’16.34” 
5.96 27.25 0.44 16.25 24.88 
QSJ-40 
20°90’7’45.9” 
99°58’07.8” 
NC 23.07 0.39 12.67 41.83 
 
Capítulo 4 
 
46 
 
Clave de 
muestra 
Latitud, 
longitud 
Concentración (ppm) 
Hg Pb Ag Cr As 
QSJ-41 
20°90’75.2” 
99°57’89.08” 
NC 30.07 0.68 16.65 37.28 
QSJ-42 
20°90’88.81” 
99°57’68.18” 
NC 29.47 0.80 25.57 440.14 
QSJ-43 
20°90’92.63” 
99°57’49.87” 
NC 30.07 0.71 21.04 40.25 
QSJ-44 
20°91’09.92” 
99°57’52.91” 
NC 42.09 0.80 18.50 51.39 
QSJ-45 
20°90’94.32” 
99°57’93.09” 
NC 31.64 0.85 16.65 51.35